外媒曝光！英国《简史防务》公布中国095型核潜艇卫星照，泵喷推进系统实锤了！

　　就在过年之前，英国《简氏防务》公布的东方大国某新一代攻击型核潜艇的卫星照片，都快在网上刷屏了。

　　这都过去十来天时间了，相信大家该看到的也都看到了。我们今天来讨论的是一个纯技术类问题，那就是作为核潜艇的推进装置，新一代泵喷推进系统相比螺旋桨推进系统，走过了怎样的发展路线？又具备哪些技术优势？使用泵喷推进系统体现了该核潜艇怎样的技术考量呢？

　　
潜艇推进系统的发展

　　我们都知道，潜艇这种水下战兵器在刚出现时，使用的都是三叶侧斜式螺旋桨。但很快，静音性能的要求，就迫使潜艇进一步改进其螺旋桨——三叶侧斜式螺旋桨的空泡噪音实在是太大了，加之潜艇的机械噪音和水动力噪音，如同水下开火车。

　　为此，潜艇的螺旋桨推进系统，本着降低空泡噪音的目标开始改进，首先从三叶侧斜式螺旋桨改进为五叶侧斜式桨，提高推进效率、降低了空泡噪音。尔后，又从三叶侧斜式螺旋桨改进为七叶大侧斜式螺旋桨。此时的潜艇螺旋桨发出的空泡噪音，相比三叶侧斜式螺旋桨，已经降低了六成左右，技术进步显著。

　　但是，潜艇螺旋桨在发展到七叶大侧斜式螺旋桨后，已经发展到了技术极限，螺旋桨叶片数量进一步增加的话，桨叶和桨叶之间本身就会产生干扰，推进效率反而有所降低。因此，如果要进一步提升潜艇的静音性能、降低空泡噪音，就需要另辟蹊径。

　　此外，螺旋桨推进的潜艇在某些特殊工况下，比如浅海活动时，往往会面临着复杂海底地形地物的影响。比如渔网等等，一旦螺旋桨缠住渔网，则极大影响推进，这也成为了螺旋桨推进潜艇面临的技术问题。

　　因此，自上世纪70年代开始，各拥有核潜艇的主要军事强国不约而同地开始了下一代潜艇推进装置的研发。苏联首先拿出的是自己的方案，将单七叶大侧斜式螺旋桨更改为双螺旋桨设计，如941型弹道导弹核潜艇、949型巡航导弹核潜艇都采用了这一设计。其主要目的是将单螺旋桨的推进功率分散，延迟空泡噪声出现的时间，提高潜艇的静音航速。

　　苏联的双螺旋桨设计

　　而美英两国选择的技术路线则是泵喷推进设计，相比传统的螺旋桨推进方式，可谓另辟蹊径达成静音目标。泵喷的动力传动部分和螺旋桨相同，核动力潜艇的核反应堆二回路引入汽轮机，汽轮机带动减速齿轮机组将动力传至传动轴，或者汽轮机带动发电机再带动传动轴。

　　但在传动轴尾端，连接的就不是螺旋桨而是泵喷了——泵喷的基本结构分为三个部分，外部包络的是环状的涵道，内部连接传动轴的则是整流罩，泵喷系统的真正推进部件则是涵道内部、整流罩上的推进转子（Rotor）和定子（Stator）。

　　其中，定子固定起整流作用，转子则和涵道内壁紧密贴合，动力通过轴系传递到转子上，带动转子在涵道内部旋转以产生推进力，与螺旋桨推进类似。但是，在具体的转子和定子设计上，位置选择上，依然是需要经过复杂计算和技术取舍的。

　　比如转子和定子的位置，就有转子在前还是定子在前的选择。一般来讲，定子在泵喷前方时，来流进入螺旋桨之前，先经过整流，进入转子之后，流场均匀，极其有利于降低螺旋桨噪音。而如果定子在转子后方，则定子可以回收20%左右的转子能量，有利于提高泵喷的推进效率，提高潜航器航速。

　　因此，具体是转子在前，还是定子在前，主要看设计选择。比如目前使用泵喷的先进鱼雷，普遍使用的都是转子在前的设计，以利于定子回收能量提高鱼雷航速。而在核潜艇上，出于提高静音性能的考量，一般使用的是转子在后的设计。

　　但毋庸置疑的是，无论是前置转子还是后置转子，泵喷推进系统对潜艇的降噪效果都远远好于七叶大侧斜式螺旋桨。我们前面说潜艇的噪音包括推进系统本身机械运转造成的低频噪音，螺旋桨随着转速提高产生的空泡噪音等。

　　
泵喷系统的技术优势

　　从降噪的角度来讲，泵喷由于其外围轴对称涵道的存在，首先对螺旋桨机械运转的机械噪音就有一定的遮蔽效果，更重要的是泵喷对于空泡噪音的降低效果极好。

　　由于泵喷可以降低叶片压力，螺旋桨空化的航速被大大延后，空泡噪音出现的时间也被延迟，相应的提高了潜艇静音航速的区间。尤其是潜艇的静音航速区间，对于潜艇的水下机动性极其重要。泵喷的静音航速普遍比七叶大侧斜式螺旋桨的静音航速高6到8节，对于潜艇来说，这么巨大的航速优势可以形成绝对的战术优势。

　　此外，泵喷还有一些附加的收益，比如其外部涵道包络转子，可以遮挡一些外来物缠绕转子——如渔网之类的东西，这对于潜艇在近海区域活动十分有利。再比如泵喷尾流相对于螺旋桨，特征更不明显，无论对于反潜还是反尾流自导鱼雷，降低的尾流特征都比较有利。当然，总体来讲，泵喷最大的优势，依然是它极高的静音航速性能。

　　当然，泵喷推进系统也是存在一定的劣势的。除了相比螺旋桨推进系统重量大、结构复杂，对轴系设计和润滑要求高，最大的劣势就是推进效率其实是不如螺旋桨推进系统的。因此，泵喷推进的潜艇，对动力系统的热功率和轴功率的要求，是要比螺旋桨推进的潜艇要高的。

　　毕竟推进效率在那摆着，功率相同的情况下，推进效率越高的潜艇则航速曲线就越好，最大速度相应的也存在一定的优势。因此，要在潜艇上使用泵喷推进系统，不仅仅是一个泵喷的技术问题，而是需要考虑到整个艇上动力系统的设计。在动力系统相对不足的情况下，使用泵喷也是需要取舍的。

　　如果动力不足还要上泵喷的话，那么就需要考虑该型潜艇是否不强调高速性能，仅强调在核反应堆特定工况之下的静音航速，典型如英国核潜艇。

　　
各国在推进系统上的选择

　　那么，从目前各主要军事强国（尤其是我们）的核潜艇推进系统选择上，大家都是如何做的选择题呢？

　　目前，美国和英国几乎全部都选择了泵喷。美国在核潜艇上技术积淀最强，无论是艇体、动力、水声、雷弹都相当强。同时对核潜艇的作战海域涵盖了从近海（特种作战渗透和堡垒海区猎杀苏军弹道导弹核潜艇）到远海（GIUK线反潜），自然对潜艇的静音航速要求极高，选择泵喷并不意外。

　　而英国和法国，虽然在核潜艇的动力系统上稍弱，但是对核潜艇的极速要求也不高。尤其是法国考虑到在地中海作战，核潜艇的最高速度并不是硬指标。因此，在经过权衡利弊之后，也都在新一代核潜艇上选择了泵喷作为其推进系统。

　　比较奇特的是俄罗斯，俄罗斯在其新一代核潜艇上选择了两套不同的推进系统。作为弹道导弹核潜艇的955M型使用泵喷，但作为攻击型核潜艇的885M，根据公布出来的照片依然是七叶大侧斜螺旋桨。甚至预定作为885M经济适用替代型号公布的545项目，使用的还是七叶大侧斜螺旋桨。

　　这种设计取舍让人生疑，不清楚是俄罗斯认为自己的泵喷技术不成熟，还是885M等两款攻击型核潜艇，更强调在动力系统轴功率有限的情况下的高航速性能。但考虑到苏联核潜艇对高航速的热衷，俄罗斯攻击型核潜艇弃泵喷而重新选择七叶大侧斜式螺旋桨倒也可以理解。

　　至于我们，考虑到我们面临的岛屿形势和反潜战压力，大伊万的观点，我们的核潜艇对于静音性能的要求是比较高的。对于高速性能的要求当然也有，但是需要排在静音性能的后面。

　　不过虽然这么说，首先考虑到美军774型攻击型核潜艇的极速在28节左右，我们比较新的攻击型核潜艇即使使用泵喷，也可以确保其极速和774型相当。如果考虑到美军的弗吉尼亚BlockV还拉长了艇体，极速还有所下降，估计我们还有些速度优势。

　　至于我们对标海狼的新一代攻击型核潜艇，那个艇体直径就意味着其自然循环效率较高，反应堆体积小不了，无论是热功率还是轴功率都极大，那么就当六边形战士没毛病。选择泵喷推进系统，既可以确保静音航速，又可以确保最大航速。因此，这就是我们自己的相关装备选择泵喷作为推进系统的逻辑了。